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ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体材料，室温下的禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，ZnO纳米材料具优异的光电特性和广泛的光电子器件应用前景，是当前研究的热点。通过ZnO纳米材料的控制生长和光电性能的调控来获得高质量的材料是目前研究的主要方向。本论文采用掺杂和种子层修饰的方法来调控ZnO纳米材料的光电特性，并研究其在金属-绝缘体-半导体(MIS)结构和异质结发光二极管中的应用。具体的研究内容和主要结论如下: (1)研究了脉冲激光沉积过程中的沉积温度，沉积气氛和后退火等参数对氮掺杂ZnO(ZnON)薄膜的结构、光学和电学性质的影响，结果表明ZnON薄膜为多晶结构，N的掺杂浓度为10％，随着沉积温度的增加，ZnON晶粒尺寸逐渐增大，载流子浓度由1.77 cm-3逐渐增加到1.44 cm-3，霍尔迁移率由0.38cm2/Vs逐渐增加到16.51cm2/Vs，400氩气气氛下后退火显著地提高了ZnON薄膜的霍尔迁移率（由3cm2/Vs提高到了13.04 cm2/Vs）;结合理论计算，采用离化杂质散射和晶界散射机理对ZnON纳米晶薄膜的载流子浓度和霍尔迁移率之间的关系进行了研究，证实了非晶态更适合于高迁移率的ZnON薄膜，结合热电导和跳跃电导机理成功地解释了ZnON纳米晶薄膜的变温电导特性;通过低温磁输运研究，在载流子浓度为8.06cm-3的ZnON薄膜中观察到了反弱局域化向弱局域化转变的现象，采用修正的HLN模型解释了它的机理。 (2)在水热法制备ZnO纳米结构的研究中，通过种子层退火、电子束曝光掩模和Au催化生长，有效的调控了ZnO纳米结构的形貌、直径、间距和光学特性，随着种子层退火温度的增加，ZnO纳米棒直径由30nm逐渐增加到200nm，表面形貌由针尖结构逐渐转变为六边形结构，600退火的ZnO种子层上制备的ZnO纳米阵列具有最好的结晶质量和择优取向;通过控制电子束曝光制备的掩模板的形状、直径有效控制了ZnO纳米结构的生长区域;采用Au催化制备ZnO纳米阵列，结果表明随着生长温度的增加，ZnO纳米阵列的表面形貌由六边形柱状结构逐渐转变为针尖状结构，这种在金属表面生长的阵列结构可以作为太阳能电池的减反射层。 (3)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)和磁控溅射法制备了Mg掺杂ZnO薄膜/ZnO(Zn0.93Mg0.07O/ZnO)多量子阱结构并制备了金属-绝缘体-半导体(MIS)结构器件，通过调控ICP刻蚀过程中的ICP功率和Ar气体流量，改善了ZnO材料表面特性;在MIS结构器件制备过程中，研究了MgO绝缘层溅射温度对器件性能的影响，得到了具有最好的电学特性的MIS结构的沉积温度为400，开启电压为2.5V。 (4)结合溶胶-凝胶法和水热法制备了Co掺杂ZnO纳米棒(ZnO∶ Co NRs)/p-Si异质结发光二极管，在该结构中实现了颜色可调的电致发光，ZnO∶Co NRs/p-Si异质结显示出很好的二极管整流特性，开启电压为4V，电致发光测试表明ZnO∶CoNRs/p-Si异质结在357 nm和510nm具有很强的紫外发光峰和可见光发光带，随着注入电流的增加，紫外发光强度显著增强，同时可见光发光峰出现红移现象。